汽车座椅电动滑轨舒适性测试系统的研究

崔志磊，苏 东，王金娥

(1.苏州市职业大学 计算机工程学院，江苏 苏州 215104；2.苏州大学 机电工程学院，江苏 苏州 215021)

汽车座椅电动滑轨舒适性测试系统的研究

崔志磊1，苏 东2，王金娥2

(1.苏州市职业大学 计算机工程学院，江苏 苏州 215104；2.苏州大学 机电工程学院，江苏 苏州 215021)

汽车座椅的舒适性是人们购买汽车的重要性能指标之一，而影响座椅舒适性的关键部件是座椅滑轨.目前，国内在座椅滑轨的舒适性方面缺乏相应的质量检测设备.以汽车电动滑轨为研究对象，以VC++为开发工具，采用VC与Matlab混合编程方式并借助于SQL Server数据库，开发汽车电动滑轨舒适性测试系统，并阐述系统的总体架构、系统硬件的选用以及软件开发中的一些关键技术.经运行测试，整体效果良好，基本可以满足电动座椅的舒适性测试需要，但系统对信号处理的精度还有待提高.

电动滑轨；舒适性；VC++；Matlab

随着我国城市化建设的迅速发展，人们生活水平的不断提高，汽车的销售量越来越大，我国目前已成为世界上最大的汽车消费国.在购买汽车的过程中，汽车座椅的舒适性是人们购买汽车的重要性能指标之一，而影响座椅舒适性的关键部件是座椅滑轨[1].目前，国内生产汽车滑轨的厂商不多，技术相对也比较落后，在座椅滑轨的舒适性方面缺乏相应的质量检测设备[2].本研究以汽车座椅电动滑轨为研究对象，以VC++为开发工具，开发用于测试汽车座椅电动滑轨舒适性的测试系统.

1 系统的总体架构

系统通过工厂的局域网将网络服务器与测试设备相连，见图1.网络服务器部分包括舒适性指标数据库模块和测试结果存储模块.测试设备部分包括数据采集与输出模块、测试控制模块、数据分析与处理模块.数据分析与处理模块又可分为舒适性振级分析与计算模块、产品指标综合判定模块和测试数据保存与输出模块.

在测试系统中，数字量输入/输出采集卡选用研华公司生产的PCI-1756，具有32个I/O通道、带光电隔离，并支持输出状态回读.模拟量输入/输出采集卡选用美国国家仪器公司(NI)生产的PCI-6221，具有2路16位模拟量输出，24路数字I/O线，32位计数器.振动加速度传感器选用B&K公司生产的压电式加速度传感器4514-002，其灵敏度为500 mv/g，频率范围是1～10 000 Hz，测量范围±10 g，在频率范围内测量的残留噪声级0.1 mg.相应的振动信号数据采集卡选用NI公司的PCI-4474，这是一种高性能、高精度模拟量数据采集卡，有4个模拟量通道，采样速率是102.4 km/s，分辨率为1/224满量程.测试系统所用的计算机为研华公司生产的IPC-610P4-30H工控机，具有10个PCI插槽，主频2.8 G，内存1 G，硬盘160 G.条形码打印机选用TLP 2844-z微型打印机.

图1 系统的总体架构

2 软件开发中的关键技术及其实现

为了便于程序的移植以及与其他相关软件的兼容，在Windows环境下，测试系统以Visual C++6.0作为软件开发平台，并借助于Matlab库函数、QL Server数据库以及工厂的局域网，对所采集的滑轨现场状态信息进行分析和处理[2-4]，对分析结果进行本地和远程存储.当需要技术人员进行离线分析时，也可以对现场状态信息进行远程存储.在系统的软件开发过程中，如何利用Matlab强大的数据处理功能对现场状态信息进行分析和处理，以及如何利用SQLServer数据库进行信息的远程存储与提取是系统软件开发中的关键技术.

2.1 测试系统与Matlab的无缝连接

Matlab具有强大的数值运算能力和丰富的工具箱函数.在VC++中引用Matlab函数的方法有4种:利用Matlab提供的引擎函数；利用Matcom开发工具；利用Matlab自带的编译器；利用Matlab为C/C++程序提供的接口函数.由于引擎函数方法是运用于客户机/服务器模式，Matlab运行于后台，效率低且难以满足数据实时处理的需要.而Matcom开发工具是将Matlab的M文件编译成相应的可执行文件或动态链接库，这种方法尽管可脱离Matlab环境运行，但是对于Matlab内部类无法编译.因此，文章中选用后两种方法，即利用Matlab自带的编译器和利用Matlab为C/C++程序提供的接口函数来实现Visual C++对Matlab函数的调用.具体实现方法如下:

1)添加包含文件的路径.新建一个工程，在该工程下，进入“工程选择目录路径”，为要包含的Matlab生成文件添加包含文件路径.例如，C:MATLAB6p5externincludecpp.

2)进行工程环境设置.进入“工程设置C/C++分类”，进行代码生成、预处理程序定义和预编译的头文件设置.

3)为工程添加静态链接库.进入“工程设置linkinput”，在“对象／库”模块下，输入libmatpm.lib libmx.lib libmatlb.lib libmat.lib libmmfile.lib静态库.

4)将M文件转换成VC环境下能够运行的.cpp文件.利用Matlab自带的编译器mcc可以将能对所采集的现场状态信息进行处理的M文件转换成.cpp文件，也可以将其转换为能被VC++调用的动态链接库[5-6].方法是在Matlab命令窗口下输入mcc -p cyclic_auto_corr_data.m // cyclic_auto_corr_data.m为包含了所采集的数据信息的m文件；若m文件中包含了Matlab的图形函数，则为mcc -B sgl cpp cyclic_auto_ corr.m //cyclic_auto_corr.m文件中包含了图形处理函数.

同时，将这些文件及其头文件拷贝至所建立的工程下，从而实现在VC环境下直接调用Matlab函数进行信息处理的目的.图2为所开发的滑轨测试系统在VC环境下弹出的现场状态信息分析对话框，通过拾取对话框中的相应控件，就可以实现所需要的数据分析.

图2 VC环境下的数据分析界面

2.2 测试系统与SQL Serve数据库的接口

在测试系统中引用ADO数据库访问技术实现对SQL Serve数据库的访问，借助于SQL Server专用的OLE DB Provider，通过Connection、Command、Recordset三个对象实现对SQL Server数据库的访问.其中，Connection对象用于测试系统与数据库之间的连接，并管理测试系统和数据库之间的通信.为了保证数据的安全，程序中采用了覆盖构造实例化对象的方法，对CString类型数据初始化为具有字符串组成的访问密码，在请求连接时，需要进行信息匹配，只有匹配成功才能正确连接.

_ConnectionPtr ElectricSlideDBConnection//定义Conection对象

ElectricSlideDBConnection.CreateInstance(__uuidof(Connection))；//对Conection对象实例化进行数据库连接异常处理

在对数据库成功连接后，通过Command对象对数据源中的数据进行查询、添加、删除和修改等操作，并由Recordset对象获得记录集，有了记录集，Recordset就可以通过其成员方法Open等实现对数据库的操作或获得Command对象的操作结果.

3 结论

电动滑轨是电动座椅的重要组件，其性能的优劣直接影响到人体的舒适感.因此，对滑轨的振动特性及其舒适性进行研究，开发其舒适性测试系统对评价座椅的品质优劣具有重要的意义.本研究开发的测试系统，经运行测试，整体效果良好[2]，基本可以满足电动座椅的舒适性测试需要.但是，该系统对信号处理的精度还有待提高，例如所采用的循环谱密度估计，只运用了周期图估计方法，导致偏差较大.

[1] 叶彪. 客车乘客座椅左右调整机构分析[J]. 客车技术与研究，2006(5):28-29.

[2] 苏东. 基于循环谱的电动滑轨舒适性测试与分析[D]. 苏州:苏州大学，2011.

[3] 苏东，王金娥，夏天凉. 汽车桌椅电动滑轨的振动信号分析与特征提取[J]. 噪声与振动控制，2011(3):56-58.

[4] 祁克玉，向家伟，訾艳阳，等. 基于Laplace小波相关滤波的结构模态参数精确识别方法[J]. 机械工程学报，2007(9):167-172.

[5] 石成英，张利民，陈登科. 基于VC++与Matlab联合编程的测量系统软件开发研究[J]. 计算机与数字工程，2013(9):1535-1537.

[6] 蔡浩宇，王红波，杨树仁，等. VC++与Matlab混合编程技术在现代控制理论系统仿真中的应用[J]. 电子世界，2013(3):112-114.

(责任编辑:李 华)

Research of the Test System for the Comfort of Motor Electric Slides

CUI Zhi-lei1，SU Dong2，WANG Jin-e2
(1.School of Computer Engineering，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China；2.School of Mechanical and Electric Engineering，Soochow University，Suzhou 215021，China)

The comfort of car seats is one of the important performance indexes in purchasing cars.The key component infuencing the comfort is seat slides.But，the comfort testing equipment is still scarce.So the test system combining visual C++ with Matlab and SQL Server，which takes car electric slides as research object and uses VC++ as the software development platform，is presented in this paper.The system architecture，the hardware selection and the key technologies in the software development are also analyzed in this paper.The test results of the program show that the overall effect is good and that this system can basically meet the need of the comfort test of the electric slides.However，the accuracy in the signal processing remains to be improved.

electric slides；comfort performance；VC++；Matlab

TP399

A

1008-5475(2014)04-0015-04

2014-08-10；

2014-09-02

崔志磊(1957-)，男，上海人，副教授，主要从事计算机应用研究.